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Woody plant biodiversity conservation and ecosystem services in the forest-agriculture mosaic of southwestern Ethiopia

  • The smallholder-dominated landscapes of southwestern Ethiopia support a unique biodiversity with great importance to local livelihoods and high global conservation value. These landscapes, however, are severely threatened by deforestation, forest degradation and the adverse effects of farmland management regimes. These changes have fundamentally altered the structure of the landscapes and threaten their biodiversity and ecosystem services. Managing biodiversity and related services in such rapidly changing landscapes requires a thorough understanding of the effects of land use change and the reliance of local communities on biodiversity. This dissertation examines woody plant biodiversity patterns and services and presents several recommendations regarding biodiversity and multiple ecosystem services in smallholder-dominated landscapes of southwestern Ethiopia. Using a social-ecological systems approach, the author conducted four studies on the complex interactions of local people and woody plant diversity. First, he investigated the effects of human-induced forest degradation on woody plant species. His results suggest that forest biodiversity has been affected by the combined effects of coffee management intensity, landscape context and history at the local and landscape level. Specifically, richness of forest specialist species significantly has decreased with coffee management intensity and in secondary compared to old growth forests, but increased with current distance from forest edge in both primary and secondary forests. These findings highlight the need to maintain undisturbed forest sites to conserve forest biodiversity. Second, the author examined legacy effects of past agricultural land use on woody plant biodiversity. The results show that historical distance seems to be the most important variable affecting woody plant composition and distribution in farmland sections of the landscapes. The author found evidence for immigration credits for generalist and pioneer species but not for extinction debts for forest specialist species which might be rapidly paid off in farmland. The results suggest not only an unrecognized conservation value of old farmland but also a disturbing loss of forest specialist species. To slow this trend, it is necessary to shift to a cultural landscape development approach and to restore forest specialist species in the landscapes. Third, the author evaluated the supply of potential multiple ecosystem services and the relationships between the diversity of woody plant and ecosystem service in the three major land use types, namely forests with and without coffee management and farmland. The results revealed a high multifunctionality of landscapes and showed that ecosystem services significantly increase with woody plant diversity in all types of land use. These findings suggest that the woody plant diversity and multifunctionality in southwestern Ethiopian landscapes has to be maintained. Fourth, the author explored farmers' woody plant use to assess their dependency on and maintenance of woody plants and also considered the influence of property rights and management in this context. He found that local farmers used 95 species for eleven major purposes from all major land uses across the landscapes. He also found that most of the widely used tree species regenerated successfully throughout the landscapes, including in farmland. Local people felt, however, that their property and tree use rights were limited, especially in forests, and that some of the most widely used plant species, including important timber species, appeared to have been overharvested in forests. The results suggest that many species are important for local livelihoods, but a perceived low sense of property rights also seems to adversely affect the management of woody plants, particularly in forests. By focusing on woody plants and their ecosystem services to local people, this dissertation documents a dramatic loss of native forest biodiversity and rapid changes in the cultural landscapes of southwestern Ethiopia. Overall, the findings suggest the need for preservation of intact forest sites and for cultural landscapes development to safeguard biodiversity and multifunctionality of the landscapes in the future. This, in turn, requires holistic and integrated approaches that involve local people and recognize their basic needs of woody plants and their property rights to foster the management of biodiversity and ecosystem services. Maintaining primary forests in and using cultural landscape approaches to the rapidly changing rural setting of southwestern Ethiopia would also contribute to the global effort to halt biodiversity loss.
  • Die kleinbäuerlich geprägten Landschaften im Südwesten Äthiopiens tragen zu einer einzigartig en Artenvielfalt bei, die sowohl eine globale Bedeutung für den Artenschutz hat, als auch als Lebensgrundlage für die Menschen vor Ort unabdinglich ist. Diese artenreichen Landschaften sind jedoch stark durch eine fortschreitende Abholzung und Degradation der vorhandenen Wälder, sowie der negativen Auswirkungen der sich ausweitenden landwirtschaftlichen Nutzung bedroht. Diese Veränderungen führen zu einer grundlegenden Modifikation der Landschaftsstrukturen und bedrohen sowohl Artenvielfalt als auch Ökosystemdienstleistungen. Der Schutz von biologischen Vielfalt und der damit verbundenen Dienstleistungen erfordert ein gründliches Verständnis der ökologischen Auswirkungen von Landnutzung sowie deren Folgen für die lokale Bevölkerung. Diese Dissertation untersucht die Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen von Gehölzen in einer von Kleinbauern geprägten Landschaft im Südwesten Äthiopiens und gibt Empfehlungen für den Erhalt von Artenvielfalt und der zukünftigen Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen. Unter Verwendung eines sozial ökologischen Systemansatzes führte der Autor vier Untersuchungen zu den komplexen Wechselwirkungen zwischen der lokalen Bevölkerung und der Gehölzvielfalt durch. Zunächst untersuchte er die Auswirkungen der Waldnutzung auf die Gehölzdiversität. Die Ergebnisse zeigen, dass die Artenvielfalt von Gehölzen in Wäldern durch die Intensität des Kaffeeanbaus, durch die großräumige Landschaftsbeschaffenheit und durch historische Faktoren beeinflusst wurde. Insbesondere nahm die Vielfalt von typischen Waldarten mit der Intensität der Kaffeebewirtschaftung ab. Sie war in Sekundärwäldern niedriger als in Primärwäldern und im Waldinneren größer als am Waldrand. Diese Ergebnisse unterstreichen, dass ungestörte Waldstandorte unabdinglich sind, um die biologische Vielfalt der Wälder zu erhalten. In der zweiten Studie untersuchte der Autor die Auswirkungen der historischen landwirtschaftlichen Flächennutzung auf die Artenvielfalt von Gehölzen. Seine Ergebnisse zeigen, dass die historische Distanz zum Waldrand der wichtigste Faktor für Zusammensetzung und Verteilung von Gehölzen in der Agrarlandschaft ist. In landwirtschaftlichen genutzten Flächen fand ich Anzeichen für einen sogenannten immigration credit für Generalisten und Pioniergehölze, aber keine Anzeichen für einen sogenannten extinction debt für typische Waldarten. Die Ergebnisse deuten nicht nur auf eine große Bedeutung der landwirtschaftlich genutzten Fläche für den Naturschutz hin, sondern auch auf den Verlust von typischen Waldarten in der Agrarlandschaft. Um diesen Trend zu bremsen, ist es notwendig, die Entwicklung von Kulturlandschaften zu steuern und das Vorkommen von typischen Waldarten auch in der weiteren Agrarlandschaft zu fördern. In der dritten Studie untersuchte der Autor das Angebot von Ökosystemdienstleistungen und das Verhältnis zur Gehölzdiversität in den drei wichtigsten Landnutzungstypen, nämlich Ackerland und Wäldern mit und ohne Kaffeeanbau und Kaffeeanbau und --management. Die Ergebnisse zeigten eine hohe Multifunktionalität der Landschaft und eine Zunahme von Ökosystemdienstleistungen mit zunehmender Diversität von Gehölzen in allen Landnutzungstypen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Vielfalt und Multifunktionalität von Gehölzen in den Landschaften im Südwesten Äthiopiens erhalten bleiben muss. In der vierten Studie untersuchte der Autor die Nutzung von Gehölzen durch Landwirte, um deren Abhängigkeit und Management von Gehölzen zu bewerten. Außerdem berücksichtigte er in diesem Zusammenhang auch den Einfluss von Eigentumsrechten. Die Ergebnisse zeigen, dass einheimische Landwirte 95 Gehölzarten für elf verschiedene Zwecke aus allen wichtigen Landnutzungstypen nutzten. Der Autor fand heraus, dass sich die meisten der weit verbreiteten Baumarten in allen Landschaftsbereichen, also auch im Ackerland, erfolgreich regenerierten. Die lokalen Landwirte waren dabei der Ansicht, dass ihr Eigentum und ihre Nutzungsrechte, insbesondere in Wäldern, eingeschränkt waren und dass einige der am häufigsten verwendeten Gehölzarten, darunter wichtige Bauhölzer, in Wäldern übernutzt werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass viele Arten für den Lebensunterhalt vor Ort wichtig sind, aber dass unzureichende Eigentumsrechte sich nachteilig auf die Bewirtschaftung von Holzpflanzen, insbesondere in Wäldern, auswirken. Insgesamt zeigen die Ergebnisse die Notwendigkeit intakte Waldgebiete zu erhalten und Kulturlandschaften weiter zu entwickeln, um Biodiversität und Multifunktionalität der Landschaft auch in Zukunft zu sichern. Dies wiederum erfordert ganzheitliche und integrierte Ansätze, bei denen die Menschen vor Ort einbezogen werden und ihre Grundbedürfnisse auf eine Nutzung von Gehölzen und ihrem Eigentum berücksichtigt werden.

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Metadaten
Author:Girma Shumi DugoORCiD
URN:urn:nbn:de:gbv:luen4-opus-145707
URL: https://pub-data.leuphana.de/frontdoor/index/index/docId/930
Title Additional (German):Erhaltung der Artenvielfalt von Gehölzen und dazugehörigen Ökosystemdienstleistungen in einer multifunktionalen Landschaft im Südwesten Äthiopiens
Advisor:Jörn Fischer (Prof. Dr.)
Referee:Jörn Fischer (Prof. Dr.)ORCiDGND, Christine Schmitt (Dr.), Tibor Hartel (Prof. Dr.)
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2019
Date of Publication (online):2019/09/04
Publishing Institution:Leuphana Universität Lüneburg, Universitätsbibliothek der Leuphana Universität Lüneburg
Granting Institution:Leuphana Universität Lüneburg
Date of final exam:2019/08/06
Release Date:2019/09/04
Institutes:Fakultät Nachhaltigkeit
Fakultät Nachhaltigkeit / Institut für Ökologie (IE)
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 58 Pflanzen (Botanik) / 580 Pflanzen (Botanik)
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht